197419. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elsősorban belső égésű motorokhoz felhasznált gyűrűhordozó betétes dugattyú előállítására
3 197419 4 A találmány tárgya eljárás, elsősorban belsőégésű motorokhoz felhasznált gyűrűhordozó betétes dugattyú előállítására, amelynek folyamán az öntéssel, sajtolással, továbbá kovácsolással és forgácsolással kialakított dugattyúra gyűrűhordozó betétet és zárógyűrűt helyezünk. Imsretes, hogy a belsőégésű motorokkal működő járműveknél, különösen diesel motorok esetén a legnagyobb igénybevételnek a dugattyúk vannak kitéve. A diesel motoroktól manapság mintegy 500.000 km futásteljesítményt várnak el. A dugattyút összetett, mechanikai- és hőterhelésnek vetik alá, amely mellett a legnagyobb hő és mechanikai I igénybevételnek kitett kompresszió gyűrű hornya könnyen kikopik. Ez a jelenség egyúttal meghatározza a dugattyú élettartamát. A belsőégésű motorok fejlesztésével együttjáró teljesítmény emelkedés a fent említett típusú terhelések növekedését hozta magával, amelyek a felső kompresszió gyűrű hornyának rövidebb időszak alatt lezajló kikopásához vezetnek. Hasonló hibajelenségeket tapasztaltak, továbbá egyes nagyteljesítményű kompresszorok dugattyúinál. A nagy mechanikai hóterhelésnek megfelel dugattyúk anyagának fejlesztési lehetőségeit a szilárdság vonatkozásában többé kevésbé kimerítették. Az igénybevételek mérséklésére a hőterhelés egyenletes elosztására számos megoldást dolgoztak ki, amelyek egyik az ún. gyűrűhordozó betét alkalmazása. A gyűrűhordozó betéteket különféle szerkezeti kialakítással és eljárásokkal rögzitik a dugattyúra. A gyűrűhordozó betétet általában a dugattyúéval megegyező hótágulási együtthatójú ötvezetből (pl. Ni- resist) gyártják. A gyűrűhordozó betétes könnyűfém dugattyúkat különböző öntési és sajtolási megoldásokkal állítják elő. A DE-1 224 104, valamint a DE-1 165 934 8Z. szabadalmi leírásban olyan gyűrűhordozó betétes megoldásokat ismertetnek, ahol a gyűrűhordozó betétet több lépcsőben, megfelelően kialakított szerszámokkal sajtolják be. A DE-2 405 339 sz. szabadalmi iratban a gyűrűhordozó betét alakjának kialakításával megoldott gyűrűhordozó betét előállításánál alfinálási eljárást alkalmaznak. A DE-2 533 746 sz. szabadalmi leírás a kimunkált hornyú dugattyúba robbantásos, vagy elektromágneses eljárással beillesztett gyűrűhordozó betétet ismertet, ahol az alfinálási technológiára nincs szükség. A DE-4 079 661 sz. szabadalmi leírásban több darabból összeállított öntéshez külön összefogó gyűrűvel összefogott gyűrűhordozó betétet ismertetnek. Az összegfogó gyűrűt eltávolitva megfelelő szorítóeró alkalmazásával érik el, hogy a gyűrűhordozó betétet a rugalmas energiája révén a megkívánt helyzetben rögzítsék. A 167 408 sz. magyar szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, amelynél szerszámban folyatással alakítják ki a gyűrühordozó betétek helyét. A második műveletnél a felső szerszámot cserélve a gyűrűhordozó betétre rásajtolták az előrefolyatott anyagrészt. A gyűrűhordozó betét ülékét többnyire utólagos megmunkálással alakítják ki. A fentiekben ismertetett megoldások hiánya, hogy valamennyihez több művelettel, illetve szerszámmal megvalósítható eljárásra, vagy bonyolult, speciális kialakítású előtermékekre és gyűrűhordozó betétre van szükség, ami önmagában, valamint figyelembe véve a többszöri előmelegítést, számottevő költségtöbbletet jelent. További hiányossága az, hogy a gyűrűhordozó betétes dugattyúkat leggyakrabban öntéssel állítjuk elő és az ily módon megvalósítható szövetszerkezet a nagyteljesítményű motorokban fellépő terheléseknek nem megfelelő. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz a gyűrűhordozó betétes dugattyú tökéletesítése, amely lényegesen jobb hatásfokkal működik, mint az ismert megoldások. A találmánnyal feladatunk a gyűrűhordozó betétes dugattyú továbbfejlesztése, amelynek szerkezeti kialakítása, szerelhetősége, szerkezeti anyaga, előnyösebb. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldódik, ha a gyűrűhordozó betét dugattyúhoz történő rögzítését a gyűrűhordozó betét kialakítása révén, valamint illesztésével és záróelem alkalmazásával oldjuk meg. A kitűzött feladatot a bevezetőben leírt típusú eljárásnál úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy a gyűrűhordozó betétet és a dugattyútörzset az illeszkedő felületeken zsírtalanítjuk és adott esetben kémiai maratással érdesítjük, majd a gyűrűhordozó betétet, célszerűen 500 °C-ra felmelegitjük, a hideg dugattyútörzsre helyezzük és előnyösen 20 kN nagyságú erővel rányomjuk, majd a célszerűen 500 °C-ra melegített zárógyűrűt az összeszerelt dugattyútörzs-gyűrűhordozó betétre helyezzük és előnyösen 20 kN-os nyomóerővel menyomjuk. A találmány szempontjából célszerű, hogy a zárógyűrűt a dugattyúra zsugorkötéssel rögzítjük, oly módon, hogy a fellépő mechanikai feszültség az adott hőmérsékleten meghatározott folyási határértéke alatt marad. A találmány szempontjából továbbá előnyös, hogy a zárógyűrűt a dugattyú zsugorkötéssel és képlékeny alakítással rögzítjük, oly módon, hogy a fellépő mechanikai feszültség értéke az adott hőmérsékleten meghatározott folyási hatás és szakítási határ közötti értékű. A találmány szerinti megoldást részletesebben rajzon megvalósítási példa segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárással előállított dugattyú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
